全鋁發動機對比鑄鐵發動機,各自的優勢是什麼?

全鋁發動機對比鑄鐵發動機,各自的優勢是什麼?

汽油發動機的缸體分鑄鐵和鑄鋁兩種,比較鋁缸體和鑄鐵缸體各自的優缺點(缸蓋大多是鋁合金的):1)重量鋁的比重比鑄鐵小,滿足強度要求的前提下,鋁缸體要輕許多。引擎輕,可對整車的重量分佈發揮積極的影響,整車質量也輕些。所以,這一點上鋁缸體佔優。2)體積 同樣的原因,鋁的比重小,單位體積的鋁結構強度小於鑄鐵,所以鋁缸體通常體積反而大些。EA113/EA888的缸體氣缸中心距88mm,而已有的版本缸徑可以到82.5mm,除去冷卻水通道實際上氣缸壁相當薄。這樣,整個引擎就很緊湊,體積小。鋁缸體較難達到這樣的效果。這一點上鑄鐵缸體佔優。

全鋁發動機對比鑄鐵發動機,各自的優勢是什麼?

【補充:球墨鑄鐵抗拉強度能做到1000MPa以上,而航空7075鋁合金的抗拉強度是524MPa,鐵的密度是7.85,鋁是2.7,故為了獲得同等強度,鋁合金的體積大約需要增加一倍,但重量約輕40%】3)耐腐蝕性和強度 鋁容易和燃燒時產生的水發生化學作用,耐腐蝕性不及鑄鐵缸體,尤其對溫度壓強都更高的增壓引擎更是如此。而且前邊關於體積的結論,反過來說,當你的引擎體積要求比較小時,使用鋁缸體通常難以達到鑄鐵缸體的強度。所以高增壓的引擎很多都採用鑄鐵缸體,比如(9代以前)EVO的286hp 2.0L I4 (4G63), 就始終都是鑄鐵缸體。它的改裝極限之高也是有口皆碑的。如果使用鋁缸體,可能不太容易。這一點上鑄鐵缸體佔優。4)成本 成本自然是鋁缸體要貴,沒什麼可解釋的。這一點上鑄鐵缸體佔優。5)抗爆性和散熱性 鋁的導熱更快,所以冷卻性能好,可以幫助引擎減少非正常燃燒的發生概率,同樣的壓縮比,鋁缸體引擎可以比鑄鐵缸體引擎使用更低標號的汽油。這一點上鋁缸體佔優。6)摩擦係數 為了降低往復運動的部件的慣性,提高轉速和響應速度,活塞大多使用鋁合金作為材料。如果氣缸壁也是鋁的,鋁和鋁之間的摩擦係數比較大,這樣引擎的性能就受很大影響了。鑄鐵就沒有這樣的問題。這一點上是鑄鐵缸體佔優。

全鋁發動機對比鑄鐵發動機,各自的優勢是什麼?

【補充:某些號稱“全鋁”發動機也要使用鑄鐵缸襯】結論: 鋁機頭的優勢:輕,散熱好;鐵機頭的優勢:便宜,堅固程度優異。舉例:大眾EA888的CG 25灰鑄鐵,實際上是比通常的鑄鐵已經輕很多,整個EA888缸體重量是33kg。而Audi 3.0L TFSI V6的全鋁缸體也是同樣的重量。但FSI是非常昂貴的引擎,因為它是真正全鋁,沒有鑄鐵或者鋼製缸。它在氣缸內壁部分使用了硅鋁合金,來克服這些缺點,比一般的鋁缸體要更輕。而這種工藝是非常昂貴的,不可能指望EA888這種級別的引擎採用。全鋁技術 難以耐受增壓後的工作環境,目前增壓的引擎,即便是鋁缸體,也必有缸襯,除非是昂貴到Touareg V10 TDI那臺柴油機的程度(它是全鋁引擎,也沒有鑄鐵缸襯,汽缸內壁是採用一種金屬離子噴鍍工藝處理過的,“貴”就一個字)。如果EA888採用普通結構的鋁缸體,那麼節省的重量會超過10kg,而體積反而會更大。而EA888總重只有150+kg,所以這不超過10kg的減重似乎意義不大。反過來,鑄鐵缸體帶給EA888的更高的增壓極限就更有實際意義了。

全鋁發動機對比鑄鐵發動機,各自的優勢是什麼?

全鋁進口4B10級發動機


分享到:


相關文章: